(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
いくらかの量の水酸化ナトリウムを含み、本質的に塩化ナトリウム（塩）結晶を含まない、低強度の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤から、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤を連続的に製造する方法であって、
Ａ）１）いくらかの水酸化ナトリウムを含み、本質的に塩結晶を含まない、低強度の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤、
２）４５重量％〜５１重量％の範囲内の濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液、
３）不活性成分を含んでいても含んでいなくてもよい気相および／または液相の塩素、および
４）循環溶液
をタンクに導入することによって、タンク内で、高強度の漂白剤および固体塩結晶のスラリーが生成する連続的な反応を持続させる工程と、
Ｂ）前記低強度漂白剤、前記水酸化ナトリウム水溶液、前記塩素、および前記循環溶液が、既にタンク内に存在するスラリーとの混合を開始するレベル（level）より低いレベルで、タンクからスラリーを連続的に抜き取る工程と、
Ｃ）抜き取られたスラリーの第一部分を冷却し、冷却された抜き取られたスラリーの第一部分を、前記循環溶液として用いる工程と、
Ｄ）抜き取られたスラリーの第二部分を処理して、実質的に全ての塩結晶を、残りの液体から分離する工程と、
Ｅ）前記残りの液体を、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤として取り出す工程と
を含むみ、
工程Ｄ）およびＥ）が、
前記抜き出されたスラリーの第二部分をさらなるタンクに連続的に導入する工程と、
前記さらなるタンク内のスラリーを激しく撹拌する工程と、
前記さらなるタンクからスラリーを連続的に抜き取り、濃縮装置に導入する工程と、
前記濃縮装置内で、前記スラリーからかなりの割合の液体を、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤として抽出して、これによって実質的に濃縮されたスラリーを作り出す工程と、
前記濃縮装置から実質的に濃縮されたスラリーを連続的に抜き取り、これを二段階遠心分離機に導入する工程と
前記二段階遠心分離機内において、第一段階で、実質的に濃縮されたスラリーを連続的に遠心分離して、さらなる液体を除去してさらに濃縮されたスラリーを作り出し、前記さらに濃縮されたスラリーを洗浄し、かつ、第二段階で、前記洗浄されたさらに濃縮されたスラリーを遠心分離して、液体を除去し、実質的に乾燥した結晶塩を得る工程と
を含み、かつ、
遠心分離の第一段階から取り出した前記液体を、連続的な反応によりスラリーが生成している前記タンクに戻す工程をさらに含む
、方法。
【請求項２】
前記抜き取られたスラリーの第一部分の冷却が、前記抜き取られたスラリーの第一部分を、熱交換器を通過させて流す工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記熱交換器が、前記抜き取られたスラリーからの熱を、前記熱交換器を流れる液体冷媒であって液体冷媒とスラリーとの温度差が５°Ｆ（２．７８℃）〜１５°Ｆ（８．３３℃）に亘る範囲に制御されて流れる液体冷媒に伝達する役割を果たす、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記温度差が、２°Ｆ（１．１１℃）〜３°Ｆ（１．６７℃）に亘る範囲に制御される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記熱交換器による冷却を、前記熱交換器の通過の間に、前記スラリーの温度が１°Ｆ（０．５５６℃）〜４°Ｆ（２．２２℃）低下するように制御する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記熱交換器による冷却を、前記熱交換器の通過の間に、前記スラリーの温度が１°Ｆ（０．５５６℃）〜２°Ｆ（１．１１℃）低下するように制御する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
抜き取られたスラリーの第一部分の温度が、前記スラリーの冷却のために冷却塔水を使用することを可能にする温度であり、前記熱交換器が、前記抜き取られたスラリーの第一部分からの熱を、前記熱交換器を流れる冷却塔水に伝達する役割を果たす、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記熱交換器が、前記抜き取られたスラリーからの熱を、前記熱交換器を流れる冷水に伝達する役割を果たす、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記低強度漂白剤、前記水酸化ナトリウム溶液、および前記循環溶液を混入させた後、これらを、既に前記タンク内にあるスラリーとの混合を開始する混合物として、前記タンクの側壁に対して一般に中央の場所であって、かつ、タンクの側壁から間隔をおいて内側に介在する壁によってタンクの側壁が全く遮られていない前記スラリー内の場所にて、前記タンクに導入する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記抜き取られたスラリーの第一部分を冷却する工程の前に、
前記水酸化ナトリウム溶液を、独自の熱交換器を通過させて冷却した後、前記抜き取られたスラリーの第一部分に混入させ、かつ、前記低強度漂白剤を、前記混入された水酸化ナトリウム溶液および抜き取られたスラリーの第一部分に混入させる工程
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記さらなるタンク内の前記スラリーを激しく撹拌する工程が、前記さらなるタンク内の前記スラリーを空気スパージング（air sparging）にかける工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記さらなるタンクからスラリーを連続的に抜き取り、これを濃縮装置に導入する工程と、前記濃縮装置内で、前記スラリーからかなりの割合の液体を、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤として抽出して、これによって実質的に濃縮されたスラリーを作り出す工程とが、
前記スラリーを前記さらなるタンクから液体サイクロンに導入する工程、および前記液体サイクロンを運転して前記濃縮装置内の前記スラリーからかなりの割合の液体を、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤として抽出して、これによって実質的に濃縮されたスラリーを作り出す工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記液体サイクロンからの前記抽出された液体を、別のさらなるタンクに、前記別のさらなるタンク内に既にある以前に抽出された液体レベル（liquid level）より高いレベルで導入する工程を含み、前記別のさらなるタンクに導入された前記抽出された液体が、上限まで前記液体レベルを引き上げる場合には、スラリーが激しく撹拌されている前記さらなるタンクに前記抽出された液体を流入させることによって前記液体レベルがさらに上昇することを防止する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記上限が、前記別のさらなるタンクからのオーバーフロー出口によって規定され、かつ、スラリーが激しく撹拌されている前記さらなるタンクに抽出された液体を流入させることによって前記液体レベルがさらに上昇することを防止する前記工程が、重力によって前記抽出された液体を前記さらなるタンクに流れ込ませる工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記別のさらなるタンクからの液体を、前記別のさらなるタンク内の液体の下部ゾーンから抜き取る工程と、前記液体の下部ゾーンから抜き取られた前記液体を、バルクまたは包装された出荷品とするために処理する工程とをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記タンクが、底部壁と、直立する側壁とを有し、これらがタンクの内部を協同的に画定している、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次亜塩素ナトリウム塩漂白剤の製造、特に、次亜塩素酸ナトリウム漂白剤を製造するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
漂白剤（次亜塩素酸ナトリウム）は多くの用途に用いられる日用化学品である。漂白剤製造の基礎化学は、化学および化学工学の分野における常識である。気相および／または液相の塩素を、水酸化ナトリウム溶液（アルカリ）と反応させて次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成させる。この基礎化学はやや初歩的であり、漂白剤の工業的製造のための全ての方法に本質的に共通であると考えられるが、特許文献に記載された具体的な方法は大きく異なっている。
【０００３】
漂白剤の工業的製造の様々な既知の方法のそれぞれは、バッチ（不連続）製造法または連続製造法のいずれかであると特徴付けることができる。各製造法タイプは、独自の格別な利点を有する。
【０００４】
適切に制御された連続法は、対応するバッチ法よりも高い製造効率で実施される可能性が高く、したがって、バッチ法よりも経済的になり易い。しかし、連続法が実施される具体的な方式は、得られる漂白剤生成物の性質および品質に重要な役割を果たす。
【０００５】
米国特許第４，４２８，９１８号および第４，７８０，３０３号は、それぞれ、濃厚（すなわち高強度）次亜塩素酸ナトリウム溶液の連続製造法について記載している。しかし、塩化ナトリウム（塩）も、基本反応の生成物であり、これを次亜塩素酸ナトリウム水溶液生成物から除去することによって、連続法および得られる生成物の両方を改善することができる。これらの方法はいずれも、得られる生成物から全ての塩を除去しない。
【０００６】
いずれも特許も、特定のバッチ法により、そこからかなりの量の塩が除去された水性高強度漂白剤を製造することができることを認識している。
【０００７】
わずかに過剰の残留アルカリを含み、塩化ナトリウムと塩素酸ナトリウムの両方の濃度が低い水性高強度漂白剤を安定して製造することができる連続法は、産業にとって有益であると考えられる。米国特許第４，４２８，９１８号および第４，７８０，３０３号に記載のものより、はるかに強度が高く塩および塩素酸の濃度が低い生成物は特に有益であろう。その有益性は、生成物の有用性および関連する経済的要素の両方に存在する。
【０００８】
２００７年２月１３日に公開された本発明者らの米国特許第７，１７５，８２４号は、結晶化装置タンクの下部ゾーン内の塩スラリーを、初期は製造し、その後連続的に供給している。漂白剤およびアルカリの新鮮な溶液が連続的にタンク内の溶液に導入されるにしたがって、下部のスラリーが連続的にポンプで抜き出される。
【０００９】
抜き出されたスラリーの第一部分は、循環溶液となり、タンクに戻される前に熱交換器を通過する間に冷却される。熱交換器の手前で、新鮮なアルカリが、この循環溶液に混入される。新鮮な漂白剤は、熱交換器の後で、アルカリおよび循環溶液に混入される。
【００１０】
米国特許第７，１７５，８２４号に記載されている結晶化装置タンクは、タンクの円筒状の側壁の内側に円筒状の側壁を形成するバッフルスカートを備え、バッフルスカートとタンク側壁との間に環状の沈静化ゾーンを形成させる。この環状の沈静化ゾーンには、特に、基本的に結晶を含まない母液が形成される上部ゾーンが形成される上方に向かって基本的に障害物が無い。このバッフルスカートは、その中に新鮮な漂白剤、アルカリ、および循環溶液が導入される中央の内部ゾーンをとり囲んでいる。この環状の沈静化ゾーンおよび中央の内部ゾーンはいずれも、下部ゾーンの上部にあり、下部ゾーンに開口している。
【００１１】
適切な速度で沈静化ゾーンの上部から連続的にオーバーフローしている母液は、溶液を過飽和にし、塩を溶液から連続的に析出させ、この塩結晶を連続的にボトムゾーンのスラリーに補充する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４，４２８，９１８号公報
【特許文献２】米国特許第４，７８０，３０３号公報
【特許文献３】米国特許第７，１７５，８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、１つの態様において、先の特許出願の主題である装置および方法を単純化するための発見に関する。
【００１４】
本発明の方法および装置によって製造される高強度、低塩分の次亜塩素酸塩漂白剤は、先の特許出願の主題である方法によって製造される漂白剤と同様の強度を有する。この漂白剤は、国内で入手可能な典型的な漂白剤と同程度の低強度に希釈すると、改善された安定性を有し、したがって、そのような漂白剤と比較して延長された半減寿命を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の連続法は、沈静化ゾーンの頂部で母液を連続的に抜き出すことなく結晶化装置内で実施する。これにより、タンクが、バッフルスカートを備えていなくてもよい。そうではなく、タンクがバッフルスカートを備える場合には、バッフルスカートは、タンクの下部ゾーンの上の部分を、中央の内部ゾーンとそれを取り囲む外部の沈静化ゾーンとに分割する。
【００１６】
本発明の原理にしたがって製造することができる高強度、低塩分の漂白剤生成物は、２５重量％より高い次亜塩素酸ナトリウムの水溶液を含み、重量％で、ＮａＣｌ（塩）のＮａＯＣｌ（次亜塩素酸ナトリウム）に対する比が実質的に０．３８未満であり、わずかに過剰量の水酸化ナトリウム（アルカリ）を含む生成物である。固体を除去した後で、約３０重量％〜約３５重量％の次亜塩素酸ナトリウムを含み、３０％の強度でＮａＣｌ／ＮａＯＣｌ比が０．２１〜０．２５であり、３５％の強度でＮａＣｌ／ＮａＯＣｌ比が０．１０〜０．１５であり、わずかに過剰量の水酸化ナトリウム（アルカリ）を含む漂白剤が、このような高強度、低塩分の漂白剤生成物の一例である。
【００１７】
新鮮なアルカリ溶液、基本的に塩結晶を含まない新鮮な低強度漂白剤、およびタンクの下部ゾーンから抜き出されて循環溶液を形成した塩スラリーを、結晶化装置タンク内に連続的に導入する。このタンク内の溶液を、液相および／または気相の塩素（湿気を含んでいても乾燥していてもよく、不活性成分を含んでいても含んでいなくてもよいもの）を導入することによって塩素化する。過剰のアルカリの溶液内における割合は、適切な測定（例えば、市販の装置を使用する酸化還元電位測定など）を用いる任意の好適な方法で制御する。
【００１８】
結晶化装置タンクに付随する熱交換器によって、溶液および反応の熱を、抜き出して循環溶液を形成させるスラリーから除去する。高い循環速度を用いて熱交換器を通過させることによって、タンクからの循環出口とタンクへの循環戻り口との間の温度差を小さく保つことができ、熱交換器の汚染を防止しながら結晶形成を助ける利益がある。温度低下を小さく保つために、高い循環速度を用いることは、本発明の関連する態様の１つである。典型的には、温度低下は、約１°Ｆ（１．８℃）〜約４°Ｆ（７．２℃）の範囲内であり、最も好ましくは約１°Ｆ（１．８℃）〜約２°Ｆ（３．６℃）の範囲内である。
【００１９】
温度低下をこのような範囲内に制御するために、この熱交換器は、それを通過する各液体の流速との関係で十分な熱伝達表面積を有し、流れに対して生じる制限が少ないものである。結晶化装置内の段階における化学過程を適切に制御することによって、これらの過程の温度を、ある種の型式の熱交換器に冷却液として冷却塔の水を用いることが可能な範囲に保つことができ、より高価な冷水を用いる回避することができる。これは、本発明のさらなる関連する態様である。しかし、本発明の原理は、いくつかの他の型式の熱交換器のために、冷凍水または冷却水を使用することも想定している。
【００２０】
本発明のさらなる関連する態様は、熱交換器を通過する循環溶液と冷却液との間の温度差の制御に関する。熱交換器の汚染を防止する温度差の目標範囲は、個々の熱交換器の設計次第である。プレート式およびフレーム式熱交換器では、温度差は約２°Ｆ（３．６℃）〜約３°Ｆ（５．４℃）の範囲内であってよい。例えば、シェル式およびチューブ式などの他の熱交換器では、例えば、温度差はより大きな約５°Ｆ（９．０℃）〜約１５°Ｆ（２７℃）の範囲内であってよい。
【００２１】
新鮮なアルカリを、熱交換器の手前で、循環溶液に添加することが好ましい。アルカリは、それ自体がその独自の熱交換器を通過することによって、循環溶液に添加される前に冷却されていることが好ましい。低強度の漂白剤は、混入されたアルカリおよび循環溶液が冷却された後で、これらに混入させる。
【００２２】
連続的に運転する方法を用いて、塩素と、循環溶液、アルカリ、および低強度の漂白剤の混合物とを導入することにより、高強度の漂白剤を生成するタンク内の連続的な反応が維持される。循環溶液、アルカリ、および新鮮な低強度の漂白剤の混合物を、タンク内に既に存在している溶液中に、そこから循環溶液が抜き出される下部ゾーンより上のレベル（level）で、導入する。塩素も、下部ゾーンより上であって、そこに液体混合物が導入されるレベルより高いレベルで導入する。
【００２３】
タンク内で溶液が満たすレベルは、任意の好適な方法で、プロセス制御装置によって制御または調製する。タンクの頂部からオーバーフローする溶液も、タンクの下部ゾーンより高いレベルで抜き出され溶液も全くない。スラリーとしてタンクの下部から抜き出される溶液は、タンクに戻される循環溶液となるか、あるいはその後処理されて最終的な高強度、低塩分の漂白剤生成物を生成するかのいずれかとなる。結晶化装置タンク内に先の特許出願に記載したような明確な沈静化ゾーンがないため、タンク内の溶液は、特に下部ゾーンにおいて、一般に均一である。
【００２４】
本発明の方法のためのプロセス制御条件では、機械的方法を用いて結晶を効率的に取り出すために十分に大きな結晶サイズを製造することができる。結果として得られるスラリー中の塩結晶サイズの分布は、これらの塩を本質的に乾燥した固体として最終的に取り出すのに好適なものにする。これは、本発明の別のさらなる関連する態様である。
【００２５】
高強度の漂白剤生成物を含む抜き出されたスラリーは、そこからさらなる機械的処理によって塩結晶が除去されるものであり、連続的に予備濃縮タンクに導入され、ここでスラリーは、ミキサーによって、かつ／あるいは吹き込まれる圧縮空気によって、機械的に激しく撹拌される。同時に、スラリーは、予備濃縮タンクから、予備濃縮装置（さらなる液体または濾液を除去する液体サイクロンなど）に連続的にポンプ給送される。この予備濃縮装置からの濾液を、この濾液を高強度、低塩分の漂白剤生成物として保持するための生成物タンクに導入する一方、予備濃縮装置からのさらに完全に濃縮されたスラリーは、遠心分離機に供給する。
【００２６】
この遠心分離機によって、ほとんど全ての残りの液体が除去され、最低でも約９６％の塩濃度であり、残りの液体と少量の漂白剤を含む痕跡量の化学物質とを含む生成物が得られる。
【００２７】
好ましい遠心分離機は、残留次亜塩素酸塩を最終塩生成物から除去するために生成物を水で洗浄することを可能にする二段階遠心分離機である。遠心分離機の第一段階からの濾液は、結晶装置タンクに戻す。生成物タンクからの濾液のオーバーフローは、予備濃縮タンクに戻す。
【００２８】
本発明の方法によって製造される高強度、低塩分の漂白剤生成物は、２５重量％より高い漂白剤強度を有する。具体的なの漂白剤生成物の個々の強度は、製造プロセスの間の分解問題および析出した塩結晶のサイズによって、とりわけ、漂白剤強度がその上限（実際問題として約３５％である）に近づくにしたがって、制限され得る。
【００２９】
本発明の一般的な態様は、いくらかの量の水酸化ナトリウムを含み本質的に塩化ナトリウム（塩）結晶を含まない、低強度の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤から、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤を連続的に製造する方法連続製造方法に関する。
【００３０】
本方法は、Ａ）１）いくらかの水酸化ナトリウムを含み、本質的に塩結晶を含まない低強度の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤、
２）約４５重量％〜約５１重量％の範囲内の濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液、
３）不活性成分を含んでいても含んでいなくてもよい気相および／または液相の塩素、および
４）循環溶液
をタンク内に導入することによって、タンク内で、高強度の漂白剤および固体塩結晶のスラリーを生成する連続的な反応を持続させる工程と、
Ｂ）前記低強度漂白剤、前記水酸化ナトリウム水溶液、前記塩素、および前記循環溶液が、既にタンク内にあるスラリーとの混合を開始するレベルより低いレベルで、前記タンクからスラリーを連続的に抜き取る工程と、
Ｃ）抜き取られたスラリーの第一部分を冷却し、冷却された抜き取られたスラリーの第一部分を、前記循環溶液として用いる工程と、
Ｄ）抜き取られたスラリーの第二部分を処理して、実質的に全ての塩結晶を、残りの液体から分離する工程と、
Ｅ）前記残りの液体を、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤として取り出す工程と、を含む。
【００３１】
本発明の別の一般的な態様は、Ａ）ｉ）いくらかの水酸化ナトリウムを含み、本質的に塩結晶を含まない低強度の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤、約４５重量％〜約５１重量％の範囲内の濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液、および循環溶液の混合物と、ｉｉ）不活性成分を含んでいても含んでいなくてもよい気相および／または液相の塩素とを、内部を協同的に画定する底部の壁および直立する側壁を有するタンクに導入して、高強度漂白剤と固体塩結晶とのスラリーが前記タンク内で生成する連続的な反応を持続させる工程と、
Ｂ）前記タンクの内部からスラリーを連続的に抜き出すことによって前記循環溶液を作り出す工程と、
Ｃ）前記混合物と前記塩素とが前記タンクの内部に導入されるレベルより垂直方向に低いレベルで、前記タンクからスラリーを連続的に抜き出すことによって、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤を生成させ、実質的に全ての塩結晶を分離し、残りの液体を高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤として取り出す工程と、を含む。
【００３２】
本発明の別の一般的な態様は、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤と、実質的に乾燥した結晶塩とを、タンクから連続的に抜き取られるスラリーから連続的に同時に製造する方法であって、
１）いくらかの水酸化ナトリウムを含み、本質的に塩結晶を含まない低強度の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤、
２）約４５重量％〜約５１重量％の範囲内の濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液、
３）不活性成分を含んでいても含んでいなくてもよい気相および／または液相の塩素、および
４）循環溶液であって、前記低強度漂白剤、前記水酸化ナトリウム溶液、前記塩素、および前記循環溶液が前記タンク内に既に存在するスラリーとの混合を開始するレベルより低いレベルで、前記タンクから連続的に抜き取られるスラリーを含む循環溶液
を前記タンクに連続的に導入することによって、前記タンク内では、連続的な反応によって、前記スラリーが、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤中の塩結晶の懸濁液として生成される、方法に関する。
【００３３】
本発明は、前記タンクから、前記低強度漂白剤、前記水酸化ナトリウム溶液、前記塩素、および前記循環溶液が前記タンク内に既に存在するスラリーとの混合を開始する液体レベル（liquid level）より低い液体レベルで、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤と、実質的に乾燥した結晶塩とを得るためにさらに処理されることになるスラリーを抜き出す工程を含み、
前記さらなる処理工程が、
さらに処理されることになる前駆スラリーを、さらなるタンクに導入する工程と、
前記スラリーを前記さらなるタンク内で激しく撹拌する工程と、
前記さらなるタンクからスラリーを連続的に抜き出して、これを濃縮装置に導入する工程と、
前記濃縮装置内で、前記スラリーからかなりの割合の液体を、高強度、低塩分の水性次亜塩素酸ナトリウム漂白剤として抽出し、これによって実質的に濃縮されたスラリーを製造する工程と、
前記濃縮装置から、実質的に濃縮されたスラリーを連続的に抜きだして、これを二段階遠心分離機に導入する工程と、
第一段階で、実質的に濃縮されたスラリーを連続的に遠心分離してさらなる液体を除去してさらに濃縮されたスラリーを製造し、前記さらに濃縮されたスラリーを洗浄し、かつ、第二段階で、前記洗浄されたさらに濃縮されたスラリーを遠心分離して液体を除去し、実質的に乾燥した結晶塩を得る工程と
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施のための結晶化装置の段階の例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、結晶化装置の段階に続く処理の例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［本発明の方法および装置の説明］
図１に示す段階は、上述したように熱交換器１４が付属するタンク１２を備える結晶化装置１０を含む。この図面は、米国特許第７，１７５，８２４号に記載されている図面に類似する、低強度の漂白剤を製造する最初の段階の図面は示さない。タンク１２に導入される低強度の漂白剤は、他所で任意の好適な方法によって製造することができたと理解されたい。タンク１２は、円筒側壁１２Ａと、円錐状底壁１２Ｂと、頂部壁１２Ｃとを備える。
【００３６】
この結晶化装置の段階は、さまざまなタンク１２への入口およびさまざまなタンク１２からの出口を有する。循環出口２２は、円錐状底壁１２Ｂの中央の低い点、またはその近くにある。スラリー出口２４は、円錐状底壁１２Ｂの下部の循環出口２２のレベルより高いレベルにある。これら２個の出口２２および２４の正確な位置は、これらが、スラリーが集まるタンク内の溶液の下部ゾーン１２に向かって開口していることを条件として一般に重要ではない。出口は、タンクの壁をこえてタンク内部に貫通して伸びるパイプの一端にあってもよい。出口は、スラリーに対して共通の開口部を有していてよく、例えば、出口２４は、壁１２Ｂに接続する代わりに、出口２２から伸びている導管３３にＴ字状に接続していてよい。
【００３７】
タンクは、図２を参照して後述する遠心分離機から導管７５を通して濾液を配送してタンク１２に導入することを可能にする、濾液導入口２６を有する。排出出口２８は、あらゆる残留塩素ガスおよび不活性ガスを標準的な市販の塩素スクラバー（特に図示せず）へ排出させる。
【００３８】
タンクへ１２への２個の他の入口は、塩素入口３０および循環入口３２である。循環ポンプ３４は、タンクの底から出口２２およびポンプの吸引側に導く導管３３を通してスラリーを引き抜く。ポンプは、ポンプ出口から熱交換器１４へ導く導管３５を通して液体をポンプ給送する。新鮮なアルカリは、好ましくは最初に熱交換器４１を通過することによって冷却されて、アルカリ入口３６から、ポンプ３４と熱交換器１４との間の導管３５内を通って循環溶液に加えられる。低強度漂白剤は、漂白剤入口３８から、熱交換器１４から循環入口３２に伸びる導管３７内を通って加えられる。図示した装置は、そこを通して漂白剤、新鮮なアルカリ、および循環溶液の混合物が導入される単一の入口を有するタンクを示しているが、タンク１２にさまざまな溶液を導入するために他の配管の組合せを用いることができる。
【００３９】
新鮮なアルカリ、新鮮な低強度漂白剤、および循環スラリーが混入された溶液は、循環入口３２を通してタンク１２内へ導入される。この混入された溶液が既にタンク内に存在する溶液中に導入される実際の位置は、タンク１２の下部のスラリーの堆積と、堆積した実質的に均一なスラリーのタンクの下部ゾーンからの抜き出しとを妨げない任意の適切な位置である。図面は、ゾーン底部の上方の好ましい中央位置を示し、ここで、入口３２を通って入る混合溶液は、縦型漏斗３９へと導く導管を通って運ばれる。縦型漏斗３９は、混合溶液がタンク内に既に存在する溶液との混合を開始する際に良好に分布することを促すために、次第に増大する直径を有する。
【００４０】
入口３０からタンク１２内へと通過する塩素は、タンク内の溶液に塩素を導くように配置された分配装置４０へと導管を通して運ばれて、アルカリを塩素処理する。分配装置４０内の出口開口部は、目詰まりの可能性を回避するために下方に向いている。これらの出口開口部は、塩素のガス圧または液圧が、その塩素が導入される状態に応じて、分配装置４０の出口開口部を通して塩素を移動させる力となることを可能にするレベルに配置される。
【００４１】
先の特許出願に示されている、結晶化装置タンク内に存在するスカートバッフルを有さないため、沈静化ゾーンが作り出されず、したがって、タンク１２内のスカートバッフルの後ろの溶液中の母液ゾーンも全く作り出されない。反応物がタンク内に既に存在するスラリーとの混合を開始する位置は、タンクの側壁から遮られていない中央の位置にある。この点、スカートバッフルが、沈静化ゾーンを作り出すために、側壁に対して意図的な障壁となって存在している米国特許第７，１７５，８２４号とは異なっている。
【００４２】
さらに詳細に後述するように、本発明の連続法によって生じる高強度、低塩分の漂白剤生成物は、ポンプ２５によって図２に従う次の処理に向けてスラリーをポンプ給送することによって、スラリーをタンク１２から出口２４を通して抜き取ることにより得られる。
【００４３】
結晶化装置１０内で起こる化学過程による熱の放出速度は、結晶化装置の処理量の関数となる。したがって、結晶化装置の処理量に対して、熱交換器を通る循環溶液速度および冷却液速度を、循環溶液が熱交換器を通過する際の循環溶液内の温度低下を小さく維持し、かつ、上述したような使用する熱交換器の個々の型にとって適切な、循環溶液と冷却液との間の温度差が適切を維持するように制御する。この意味で、本方法は、高い循環速度を有する。図１は、ポンプ出口２５および３４からポンプ２５および３４の吸引側への個々の流路に配置された冗長センサ対ＡＥの形態のいくつかのプロセス制御装置も示している。これらのセンサは、塩素処理を監視して、管理限界の順守を確実にする。供給弁（図示せず）は、対になったセンサのいずれかを通る流れを遮断することができ、処理を中断することなく交換することができる。
【００４４】
図２は、はタンク１２に類似の予備濃縮タンク４４を含む追加の装置を示し、この装置は、側壁、円錐形底壁、および頂部壁を含む。タンク１２からのスラリーは、スラリー入口５２を通して導入され、タンク内に既に存在するスラリーのゾーン５０に向かって下方に降下する。ゾーン５０内のスラリーの攪拌は、任意の好適な方法、例えば、空気スパージング（air sparging）を用いて行われる。例えば、空気スパージングの使用を図示する。加圧空気が、空気入口５４を通して、空気がゾーン５０のスラリーの間を通って上方へ導かれるように配置された分配装置５６に供給される。空気およびスラリーを離れるあらゆる混合ガスは、頂部壁にある排気出口５８を通って排気され、スクラバー（図示せず）に導かれる。空気スパージングの代りに、あるいは空気スパージングと共に、機械的撹拌機を用いることができる。
【００４５】
循環ポンプ６２は、スラリーを、ゾーン５０の下部または下部付近からスラリー出口６０を通してタンク４４の外へとポンプ排出する。具体的な出口を、円錐形下部タンク壁の低い位置に示す。ポンプ排出されたスラリーは、スラリーから液体を分離するために作動する液体サイクロン６６の入口６４に運ばれ、この液体サイクロン６６によりスラリー中の溶液濃度が大幅に増加する。スラリーは、液体サイクロン６６から導管６７を通過して遠心分離機６８へと排出され、この遠心分離機６８は、濃縮されたスラリーを遠心分離することによって結晶塩を取り出すために用いられる。
【００４６】
好ましい遠心分離機は、取り出し段階における複数の遠心分離段階の間に、塩が洗浄されることを可能にする二段遠心分離機である。液体サイクロン６６からの濃縮されたスラリーは、遠心分離機６８の第一段階で最初に遠心分離されて、大部分の割合の液体が除去され、液体含量が小さい固体を与える。次いで、この固体が洗浄され、続けて遠心分離機の第二段階で遠心分離される。水は、洗浄に用いることができる流体の一例である。したがって、図２には、洗浄水入口７０および洗浄水出口７２を示す。固体を洗浄すると、かなりの量の残存化学物質（例えば次亜塩素酸塩など）が、遠心分離機の固体出口７４から得られる最終的な塩生成物から除去される。遠心分離機６８の第１段階からの濾液は導管７５を通して結晶化装置タンク１２に戻され（再び図１参照）、液体サイクロン６６によってスラリーから分離された液体は、出口７６を通して液体サイクロンから生成物タンク７８の入り口７７へと給送される。生成物タンク７８には、濾液が、本方法の高強度、低塩分の漂白剤生成物として集められる。
【００４７】
水性漂白剤生成物は、ポンプ８１によってタンク７８からポンプ排出され、生成物出口８２を通って、他のプロセスにおけるその場でのさらなる使用のため、かつ／あるいはその場または別の場所へのバルク輸送のため、かつ／あるいは輸送のための包装に備えるために供給される。
【００４８】
タンク７８からの生成物のオーバーフローは、タンク７８の出口７９を通してタンク４４の入口８０に戻される。
【００４９】
タンク７８内の漂白剤生成物は、いくらかの量の塩素酸ナトリウムを含む。この量は、ある程度反応温度の関数である。一般に、反応温度が低いほど、塩素酸塩の濃度は低くなる。この結果、本発明の方法のいくつかの原理が、冷却塔水ではなく冷水を用いる設備に適合し、反応温度を低くすることを可能にする。他方、本発明の方法によって製造される漂白剤の高い強度は、水の添加によってそれを希釈することを可能にする。これは必ずしも漂白剤の強度を低減しないが、塩素酸塩の濃度の低減にも効果的である。
水酸化ナトリウムを水酸化カリウムで置き換えて、同じように次亜塩素酸カリウムを製造することができる。
本発明の現在好ましい実施形態を図示し説明したが、本発明の原理は添付の請求項の範囲内に含まれる全ての実施形態に適用可能であることが認識されるべきである。
【図１】
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【図２】
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